Программирование на языке Java презентация

Кодирование символов
Текстовый файл
на экране (символы)
в памяти – двоичные
коды
А где же хранятся изображения?

Кодирование символов
Сколько символов надо использовать одновременно? или 65536 (UNICODE)
Сколько места надо выделить на символ:
Выбрать 256 любых символов (или 65536) - алфавит.
Каждому символу – уникальный код 0..255
(или 0..65535). Таблица символов:
Коды – в двоичную систему.
256
коды

Кодировка 1 байт на символ
таблица ASCII
(международная)
расширение
(национальный алфавит)
ASCII = American Standard Code for Information Interchange
0-31 управляющие символы:
7 – звонок, 10 – новая строка, 13 – возврат каретки, 27 – Esc.
32 пробел
знаки препинания: . , : ; ! ?
специальные знаки: + - * / () {} []
48-57 цифры 0..9
65-90 заглавные латинские буквы A-Z
97-122 строчные латинские буквы a-z
Кодовая страница (расширенная таблица ASCII)
для русского языка:
CP-866 для системы MS DOS
CP-1251 для системы Windows (Интернет)
КОИ8-Р для системы UNIX (Интернет)

Кодировка UNICODE (UTF-16)
Java
16 бит на символ
65536 или 216 символов в одной таблице
можно одновременно использовать символы разных языков (Интернет)
размер файла увеличивается в 2 раза

Программирование
на языке Java
Тема 31. Символьный тип данных

Символьный тип данных char
Символ – минимальная единица текстовой информации.
Примеры символов: @, u, 8, ф, ®, µ
Символьный тип данных char относится к целочисленному типу без знака, т.к. в памяти хранится не сам символ, а его код в кодировке Unicode.

Символьный тип данных char
Особенности char
является единственным беззнаковым примитивным типом данных;
имеет длину 2 байта (65536 символов);
задается с помощью конструкции \u и 4 шестнадцатеричных цифр от ‘\u0000’ до ‘\uFFFF’;
также можно задать с помощью символа, заключенного в одинарные кавычки, например ‘A’;
инициализировать char можно и как символьный, и как численный литерал;
может участвовать в арифметических действиях.

Пример
char letter1 = '\u0041';
char letter2 = ‘A';
letter1 == letter2 // true
Значения переменных совпадают

Пример
public static void main(String args[]) {
char a = '\u00B5';
char b = '\u00A4'; System.out.printf("%c%c\n", a, b);
}
%c – спецификатор формата символьного типа char
µ¥

Инкремент/декремент и char
char letter = ‘a';
System.out.println(++letter);
Операторы инкремента и декремента можно применять к переменным типа char для получения следующего или предыдущего символы в кодировке Unicode.
Выведет символ b

Примеры
char c1 = 10, char c2;
c2 = 'A'; // латинская буква A // (‘\u0041’, код 65)
int i = c1 + c2 - 'B';
65
66
9
char c = 'A';
print(c);
print(c + 1);
print("c=“ + c);
print('c‘ + '=‘ + с);
A
66
c=A
225
Код ‘c’ (99) + код ‘=’(61) + код ‘A’ (65)=225

Пример
public static void main(String args[]) {
char ch1 = 'Y'; System.out.print((int)ch1);
}
Задача. Вывести на экран код символа ‘Y’.

Пример
public static void main(String args[]) {
char ch = 'd';
ch -= 3;
System.out.println(ch);
}
Что будет выведено на экране?
a

Специальные символы

Чем плох массив символов?
char A[] = {'A', 'B', 'C', 'D'};
Это массив символов:
Для массива:
каждый символ – отдельный объект;
массив имеет длину N, которая задана при объявлении, ее нельзя изменить.
Что нужно:
обрабатывать последовательность символов как единое целое;
строка должна иметь переменную длину

Программирование
на языке Java
Тема 32. Строки

Объекты и классы
Объекты – это сущности, которые содержат данные (переменные) и поведение (методы).
Класс – тип объекта.
Примеры:
класс String представляет объекты, в которых хранится текст;
класс Scanner представляет объекты, предназначенные для чтения данных из консоли, файла и других источников.

Объект String
String – объекты, в которых хранится строка, состоящая из символов.
В отличие от большинства других объектов строку можно создать без оператора new.
Для обозначения строк используются двойные кавычки
String s = new String(“Привет!”);
String s = “Привет!”;

Символьные строки
рабочая часть
s.charAt(0)
s.charAt(1)
Длина строки:
int n = s.length();
длина строки
s.charAt(2)

Ввод строки с клавиатуры. Кодировка
Для ввода кириллических символов с клавиатуры в IDE NetBeans потребуется указать кодировку ввода.
Вместо
Укажем
Scanner in = new Scanner (System.in, "cp1251");
Scanner in = new Scanner (System.in);
Кодировка windows-1251

Ввод строки с клавиатуры. Методы
Для ввода строки используются методы:
next() – возвращает последовательность символов до специального символа-разделителя (пробел, табуляция, перевод строки и т.п);
nextLine() – возвращает следующую строку ввода до символа перевод строки (\n).

Ввод строки с клавиатуры. Пример
Scanner in = new Scanner (System.in);
System.out.println(“Введите строку 1: ”);
String str1 = in.nextLine();
System.out.printf(“%s\n”, str1);
System.out.println(“Введите строку 2: ”);
String str2 = in.next();
System.out.printf(“%s\n”, str2);
Введите строку 1:
фыва олдж
фыва олдж
Введите строку 2:
фыва олдж
фыва

Ввод символа с клавиатуры
System.out.print("Введите символ: ");
char ch = in.next().charAt(0);
System.out.printf("%c\n", ch);

Символьные строки
Задача: ввести строку с клавиатуры и подсчитать сколько букв «л» в нее входит.
System.out.print("Введите строку");
String s = in.nextLine();
int count = 0;
for (int i = 0; i < s.length(); i++)
if (s.charAt(i) == 'л')
count++;
System.out.println(count);
ввод строки
длина строки

Задания
Задача: Ввести символьную строку и проверить совпадает ли первый символ строки и последним. Пример: Пример:
Введите строку: Введите строку:
АБВГДЕ КАЗАК
Результат: Результат:
Не совпадают. Совпадают.

Задания
Задача: Ввести символьную строку и проверить, является ли она палиндромом (палиндром читается одинаково в обоих направлениях).
Пример: Пример:
Введите строку: Введите строку:
АБВГДЕ КАЗАК
Результат: Результат:
Не палиндром. Палиндром.

Конкатенация строк
Для объединения двух строк используется метод concat() или оператор +.
String s1 = “abc”;
String s2 = “123”;
String s3 = s1.concat(s2);
String s4 = s2.concat(s1);
abc123
123abc
То же самое с использованием оператора +.
String s1 = “abc”;
String s2 = “123”;
String s3 = s1 + s2;
String s4 = s2 + s1;

Эквивалентность объектов
Оператор == сравнивает объекты по ссылке, поэтому часто такое сравнение возвращает значение false, даже если, например, строки состоят из одних и тех же символов.
Объекты нужно сравнивать с помощью метода equals.
Технически это метод, который возвращает значение типа boolean (логический метод), и для каждого типа объектов выполняет свои проверки.

Логические методы для строк
equals(String s) – полное сравнение строк
equalsIgnoreCase(String s) – сравнение, игнорирующее регистр символов
startsWith(String s) – проверка, что строка начинается с символов другой строки
endsWith(String s) – проверка, что строка заканчивается символами другой строки
contains(String s) – проверка, что строка содержит другую подстроку

Эквивалентность строк – 1
Задача: дано две строки, нужно проверить совпадают ли они.
String s1 = “abc”;
String s2 = new String(“abc”);
if (s1 == s2)
print(“Строки совпадают”);
Условие никогда не выполнится

Эквивалентность строк – 2
Задача: дано две строки, нужно проверить совпадают ли они.
String s1 = “abc”;
String s2 = new String(“abc”);
String s3 = “AbC”;
println (s1.equals(s2));
println (s1.equals(s3));
println (s1.equalsIgnoreCase(s3));
true
false
true

Сравнение строк – 1
Одна строка меньше другой строки, если она расположена перед ней в лексикографическом порядке.
“2 be or to B”
“2 B be or to”
Для сравнения строк используется метод
compareTo() – возвращает числовое значение, которое трактуется по следующим правилам:
<0 – вызывающая строка меньше строки из параметра
>0 – вызывающая строка больше строки из параметра
=0 – строки эквивалентны

Сравнение строк – 2
String s1 = “abc”;
String s2 = “AbC”;
print (s1.compareTo(s2));
32

Получение подстроки – 1
Получить подстроку некоторой строки можно с помощью метода substring(). Две формы вызова:
substring(int beginIndex) – возвращает подстроку, начинающуюся с индекса beginIndex и до конца строки.
substring(int beginIndex, int endIndex) – возвращает подстроку, начинающуюся с индекса beginIndex и заканчивающуюся в endIndex.

Получение подстроки – 2
String s = “Welcome to Java”;
print (s.substring(0, 10));
print (s.substring(11));
s.substring(0, 10)
s.substring(11)

Преобразование строк
toLowerCase() – возвращает новую строку, в которой все символы преобразованы к нижнему регистру;
toUpperCase() – возвращает новую строку, в которой все символы преобразованы к верхнему регистру;
trim() – возвращает новую строку, в которой удалены все начальные и конечные пробельные символы.
String s = “\t Welcome \n”;
print (s.toLowerCase());
print (s.toUpperCase());
print (s.trim());
“\t welcome \n”
“\t WELCOME \n”
“Welcome”

Преобразование строк
String s = “Welcome";
s.toUpperCase();
System.out.println(s);
“Welcome”
Методы преобразований создают и возвращают новую строку, а не изменяют текущую
String s = “Welcome";
s = s.toUpperCase();
System.out.println(s);
“WELCOME”
Чтобы изменить переменную, нужно использовать оператор присваивания

Замена строк
replace(char old, char new) – возвращает новую строку, в которой все символы old заменены на символ new;
replaceAll(String old, String new) – возвращает новую строку, в которой все подстроки old заменены на подстроку new.
String s = “Welcome”;
print (s.replace(‘e’, ‘A’));
print (s.replaceAll(“el”, “AB”));
“WAlcomA”
“WABcome”

Разбиение на подстроки
split(String delimiter) – возвращает массив строк, содержащих подстроки «разбитые» по разделителю delimiter.
String s = "Java#HTML#CSS";
String[] tokens = s.split("#");
for (int i = 0; i < tokens.length; i++)
println(tokens[i]);
Java
HTML
CSS

Поиск подстрок – 1
Методы, которые позволяют выполнить поиск в строке определенного символа или подстроки:
indexOf() – ищет первое вхождение символа или подстроки
lastIndexOf() – ищет последнее вхождение символа или подстроки
Оба метода возвращают позицию в строке, где символ или подстрока были найдены, либо значение -1 в случае неудачи.

Поиск подстрок – 2
String s = “Абракадабра”;
print (s.indexOf(‘a’));
print (s.lastIndexOf(‘a’));
print (s.indexOf(“ра”));
print (s.lastIndexOf(“ра”));
print (s.indexOf(“тра”));

Строки как параметры методов
public static void main(String[] args) {
sayHello(“Alice");
String person = “Bob";
sayHello(person);
}
public static void sayHello(String name) {
System.out.println(“Hello, " + name);
}

char vs. String
String s = "h";
s = s.toUpperCase(); // 'H'
char first = s.charAt(0); // 'H'
‘a’ – это символ (char), “a” – это строка (String)
String – это объект, он содержит методы:
char – примитивный, от него нельзя вызвать методы
char c = 'h';
c = c.toUpperCase(); // ERROR
print(s + 1);
print(c + 1);
print(s + s);
print(c + c);

Задача – 1
Задача. В текстовом файле data.txt представлены данные об абитуриентах в следующем формате:
id Фамилия Имя Отчество Балл1 Балл2 Балл3
56 Иванов Иван Иванович 69 40 78
23 Петров Александр Петрович 79 90 88
Вывести данные из файла на консоль в виде таблицы
+---+------------+----+----+----+
| id| ФИО | Б1 | Б2 | Б3 |
+---+------------+----+----+----+
| 56|Иванов И.И. | 69| 40| 78|
+---+------------+----+----+----+

Задача – 2
Задача. Шифр Цезаря – простой способ шифрования, при котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите.
Например, при сдвиге 3 получаем
АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
ГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВ
Напишите метод, который принимает в качестве параметров исходное сообщение и сдвиг, а возвращает сообщение, зашифрованное шифром Цезаря. При этом символы, отличные от кириллических, оставить без изменения.

Метод format
Класс String включает статический метод format для создания форматированных строк
String.format(<форматная_строка>,
парметр1, ..., параметрk)
String s = String.format(
"%7.2f%6d%-4s", 45.556, 14, "AB");
System.out.println(s);

Неизменяемые строки
Класс String представляет неизменяемые (immutable) строки, т.е. их содержимое нельзя изменить.
Изменит ли следующий код содержимое строки?
String s = “Java";
s = “HTML”;
Нет

Классы String и StringBuffer
Класс String представляет неизменяемые последовательности символов постоянной длины.
Если нужно работать с изменяемыми строками (mutable) , можно воспользоваться классом StringBuffer.
StringBuffer s = new StringBuffer(“abc”);